个基站发送信号分流到相应的射频接收通道I至N，N为车辆周边的基站数，各射频接收通道将接收到的射频信号经过混频、滤波、变成低频基带信号。主控制器控制二选一开关电路104于分支I，即车载信息转接设备工作在非协作方式，主控制器又对非协作信号处理模块101的N选一开关103进行控制，分别将I至N个射频接收通道的输出信号通过基带处理模块105的解调器解调和译码器译码，再将译码后的数据传送到数据处理模块106的数据转发器和数据存储器;在主控制器的控制下数据转发器将接收到的信息数据再传送到基带处理模块105进行编码和调制并通过射频发送通道、收发信号合路器和射频天线阵列107发送或通过外部接口将该信息数据直接输出，外部接口可将预设的工作参数传到主控制器和数据处理模块106的数据存储器，数据处理模块106的数据存储器存储的数据可通过外部接口输出；当主控制器控制二选一开关电路104于位分支2时，则车载信息转接设备工作在协作方式，协作信号处理模块102则将N个射频接收通道的输出信号进行等增益合并，等增益是指合并时N个射频接收通道的输出信号的加权系数都相等，当加权系数为I时，等增益合并相当于将N个射频接收通道的输出信号直接相加，N个射频接收通道的输出信号合并后的信号再送到基带处理模块105的解调器解调和译码器译码，再将译码后的数据传送到数据处理模块106的数据转发器和数据存储器的输入端，在主控制器的控制下将信息数据送到数据转发器进行转发或将质量数据送到数据存储器进行存储。
[0038]主控制器控制车载信息转接设备工作在协作与非协作方式的流程如图2所示。
[0039]主控制器从数据处理模块的数据存储器中读取通过N个射频接收通道接收的质量数据(步骤201)，数据存储器存储的通过射频接收通道接收的质量数据来自该射频接收通道前一次接收的由车辆周边基站发送信号，或来自外部接口，再对N个射频接收通道接收的质量数据进行比较(步骤202)，判断N个射频接收通道接收的质量数据中是否只有一个射频接收通道接收的质量数据远大于其它通道接收的质量数据(步骤203)。如果存在一个射频通道接收的质量数据远大于其它N-1个射频通道接收的质量数据，则主控制器控制图1所示的二选一开关电路置于分支I，即车载信息转接设备工作在非协作方式(步骤204)，这时主控制器又控制非协作信号处理模块的N选一电路开关只将该射频接收通道的输出信号送往基带处理模块进行解调和译码。如果存在多个射频通道接收的质量数据相互接近，则主控制器控制图1中二选一开关电路置于分支2，即车载信息转接设备工作在协作方式(步骤205)，这时主控制器又控制协作信号处理模块将多个射频接收通道的输出信号进行等增益合并，再将合并后的信号送往基带处理模块进行解调和译码。
[0040]当车辆在蜂窝小区中非边缘地带行驶时，车载信息单元OBU距离小区服务基站较近，因此OBU的N个射频接收通道中只有一个通道的接收质量数据远大于其它通道，步骤203所示的条件成立，此时OBU工作在非协作方式。当车辆行驶到蜂窝小区边缘时，OBU距离周边其它小区基站也较近，因此OBU的N个射频接收通道中存在多个射频接收通道的质量数据相近(N由车辆周边的基站数决定)，步骤203所示的条件不成立，此时OBU会自动从非协作工作方式转成协作工作方式，相邻基站相互协作进行OBU的越区切换，越区切换之后，车辆朝另一个蜂窝小区非边缘地带驶去，步骤203所示的条件成立，OBU又回到非协作工作方式。
[0041 ]车载信息单元OBU的非协作工作方式的流程如图3所示。
[0042]主控制器先将图1所示的二选一开关电路控制在分支1(步骤301)，再对非协作信号处理模块中的N选一开关电路实施进一步的控制(步骤302)，并将N选一开关电路中与质量数据最大对应的一个射频接收通道的输出端口闭合(步骤303)，这样与质量数据最大对应的一个射频接收通道的输出信号被送往基带信号处理模块解调和译码(步骤304)。
[0043]车载信息单元OBU的协作工作方式的流程如图4所示。
[0044]主控制器先将图1所示的二选一开关电路控制在分支2(步骤401)，协作信号处理模块中的等增益合并器将N个射频接收通道的输出信号进行等增益合并(步骤402)，等增益合并器的输出信号被送往基带信号处理模块解调和译码(步骤403)。
【主权项】
1.一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:包括射频天线阵列、与所述射频天线阵列相连的收发信号合路器、与收发信号合路器分别相连的一个射频发送通道及N个射频接收通道、与N个射频接收通道分别相连的非协作信号处理模块及协作信号处理模块、与所述非协作信号处理模块及协作信号处理模块相连的二选一开关、基带处理模块、数据处理模块、主控制器、外部接口 ；所述主控制器与数据处理模块、外部接口、非协作信号处理模块、二选一开关分别相连;所述外部接口、数据处理模块、基带处理模块、射频发送通道依次相连;所述二选一开关信号输出端与基带处理模块相连;所述非协作信号处理模块包括一个N选一开关;所述协作信号处理模块包括等增益合并器;所述主控制器用于根据通信质量数据控制车载信息转接设备的协作与非协作工作方式，当车辆行驶到蜂窝小区边缘时，所述协作信号处理模块与N个接收通道连通，车载信息转接设备自动转入协作工作方式，相邻基站相互协作进行车载信息转接设备的越区切换，越区切换之后，所述非协作信号处理模块与N个接收通道相连通，车载信息转接设备自动回到非协作工作方式。2.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述数据处理模块包括数据存储器和数据转发器，所述数据存储器和数据转发器均分别与外部接口、主控制器、基带处理模块相连。3.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述基带处理模块包括调制器、编码器、解调器和译码器，所述编码器将数据处理模块发送的信号进行编码，再经调制器调制后发送给射频发送通道;所述解调器将二选一开关输出的协作或非协作信号解调后经译码器译码发送给数据处理模块。4.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述通信质量数据来自车辆行驶时周边各个基站发送、并通过射频天线阵列和每个射频接收通道接收、非协作信号处理模块或协作信号处理模块处理后、基带处理模块的解调和译码后的数据或来自外部接口。5.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述协作与非协作工作方式是主控制器通过二选一开关对协作与非协作信号处理模块进行控制来实现，如果二选一开关电路分支I接通，则车载信息转接设备工作在非协作方式，主控制器再控制非协作信号处理模块的N选一开关电路，使N个射频接收通道中只有一个射频接收通道的输出信号被接通，其它射频接收通道的输出信号被忽略;如果二选一开关电路分支2接通，则车载信息转接设备工作在协作方式，协作信号处理模块则将N个射频接收通道的输出信号进行等增益合并。6.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述主控制器采用TI公司的0MAP5910。7.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述收发信号合路器采用现有移动通信基站中使用的收发双工模块。8.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述非协作信号处理模块中的N选一开关采用NXP/74HC4051带控制端的多路模拟选择器。9.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所述协作信号处理模块中的等增益合并器采用多个运算放大器实现，运算放大器采用LM4562。10.根据权利要求1所述的一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，其特征是:所 述外部接口采用I路RS485串口、3路USB口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种支持协作越区切换的车载信息转接设备，包括射频天线阵列、收发信号合路器、一个射频发送通道及N个射频接收通道、非协作信号处理模块及协作信号处理模块、二选一开关、基带处理模块、数据处理模块、主控制器、外部接口；主控制器与数据处理模块、外部接口、非协作信号处理模块、二选一开关分别相连；外部接口、数据处理模块、基带处理模块、射频发送通道依次相连；二选一开关信号输出端与基带处理模块相连；所述非协作信号处理模块包括一个N选一开关；协作信号处理模块包括等增益合并器。本实用新型能够消除基站间的干扰，使越区切换的执行更准确和可靠，降低了切换中断发生的概率，提高了小区边缘数据传输的吞吐量。
【IPC分类】H04W88/08, H04W36/08
【公开号】CN205195981
【申请号】CN201521000109
【发明人】康桂华, 康鸿博
【申请人】河海大学常州校区
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月4日